防霧霾新曙光，據(jù)說能阻隔98%霧霾

時間：2020-01-05作者：河北智創(chuàng)興邦環(huán)?？萍加邢薰?/a>瀏覽：492

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曾幾何時，霧霾成了縈繞在京城上空不散的陰影，時不時伸出魔爪，攪和一下人們頭**上那片湛藍(lán)，之后就倉皇而逃。每每霧霾現(xiàn)身之時，人們緊閉門窗、減少外出、佩戴口罩……一系列防護(hù)措施為的就是擋住那直徑小于2.5微米顆粒物的“進(jìn)攻”。然而，門窗的緊閉雖然擋住了PM2.5，卻也阻擋了空氣的流通，使室內(nèi)空氣沒法得到及時循環(huán)。




為了解決這一問題，清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院王玉蘭帶領(lǐng)的團(tuán)隊研發(fā)出了“防霧霾窗紗”，近期通過了北京市理化分析測試中心等檢測機(jī)構(gòu)的驗收。實驗結(jié)果表明，該窗紗對于PM2.5的阻隔效率達(dá)到98%以上。該項發(fā)明的問世，實現(xiàn)了“開窗通風(fēng)”與“防霧霾”兩不誤。










窗紗問世源自一個笑話




老百姓問*：:“如果霧霾來了，我們該怎么辦？”*答：“緊閉門窗”。




老百姓又問:：“如果流感來了我們該怎么辦？”*再答：“開窗通風(fēng)”。




“那霧霾跟流感同時來了我們該怎么辦？”*無語……




這本是一個調(diào)侃科學(xué)的笑話，卻給了王玉蘭很大的啟發(fā)?！斑@說明了目前我們生活中存在的一個困境。有的時候，開窗與不開窗是一對矛盾。開窗，室內(nèi)的病毒可以出去，但是室外的霧霾就進(jìn)來了；關(guān)了窗戶，室外的霧霾雖然擋住了，但是室內(nèi)的病毒卻也出不去了?！奔由?013年北京曾遭遇長時間的霧霾天氣，王玉蘭開始琢磨，有沒有一項技術(shù)可以解決“開窗與不開窗”這一對矛盾呢？




這時，王玉蘭將目光投向了自己從事了二十多年研究的核孔膜技術(shù)。核孔膜，是我國從1986年開始研究的一種新型微孔濾膜。這種膜是利用高能加速器加速的重帶電粒子穿透**高分塑料薄膜，在粒子經(jīng)過的路徑上留下一條狹窄的輻照損傷通道。這條通道經(jīng)過敏化后，用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑蝕刻，就可以把薄膜上的輻射損傷通道變成直通孔。通過控制加速器的輻照條件和蝕刻條件，就可以得到不同孔密度和孔徑、孔型的核孔膜。




其實在很多年前，王玉蘭就曾想過，能不能把核孔膜應(yīng)用在窗戶上去解決夜間房間里換氣的問題。而當(dāng)時，核孔膜還沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，昂貴的價格讓這種想法只能成為一時奢侈的念想。










核孔膜應(yīng)用驚呆德國教授 不是簡單的把膜掛在窗戶上




在外行人看來，有了現(xiàn)成的核孔膜，是不是直接把膜拼接到窗戶上，就有了“防霧霾窗紗”?？其實不然，實際情況要遠(yuǎn)比這復(fù)雜得多。王玉蘭說，“把膜掛窗戶上，就這么簡單的一句話，我們?yōu)橹畩^斗了很多年?！?/span>




首先要克服的就是核孔膜的高成本。王玉蘭介紹說，在國外，核孔膜通常都是應(yīng)用在**科技上，價格非常昂貴，每平方米的價格通常在萬元以上?！叭绻唤鉀Q大規(guī)模的產(chǎn)量化問題，要想把核孔膜用在民用產(chǎn)品上基本上是不太可能的。”經(jīng)過實驗人員的技術(shù)攻關(guān)，王玉蘭團(tuán)隊已經(jīng)實現(xiàn)了核孔膜價格的大大降低，目前價格僅為原來的1/100。曾經(jīng)有一位德國教授在參觀王玉蘭的實驗室時，發(fā)現(xiàn)了大輸液過濾上應(yīng)用的核孔膜之后，教授覺得不可思議，“這么貴的東西怎么能用到了民用產(chǎn)品上？普通民眾怎么用得起？”而在聽了王玉蘭的報價之后，德國教授較是大吃一驚。




此外，王玉蘭說，在整個過程中，對于孔徑、孔型的控制精度要求很高，并且需要輔以膜表面及孔壁的改性處理，每個細(xì)節(jié)的**處理都是高效防霾效果的重要**?！霸趯嶒炇依铮岩黄さ目讖骄?、孔型控制得特別好，那沒有什么問題；但是要在幾百萬平方米的生產(chǎn)中，都保證高質(zhì)量的孔徑、孔型精度，這是不容易的，這就需要克服很多的技術(shù)難題?！背藫貊玻绾螌崿F(xiàn)氣體的暢通無阻也是個技術(shù)活兒?！斑@些問題都研究透了，才有可能保證較終產(chǎn)品的效果?！?/span>




王玉蘭一直覺得，科技的進(jìn)步是需求帶動的，創(chuàng)新源于問題，科學(xué)家的任務(wù)就是發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。




薄膜布滿**細(xì)孔擋住PM2.5




普通的薄膜，樸素的印花——記者在北京市理化分析測試中心看到了神奇的“防霧霾窗紗”。其實，所謂的“防霧霾窗紗”看上去跟家里用的普通紗窗并無明顯不同。但是與普通紗窗不同的是，這薄薄的一層膜上布滿了我們?nèi)庋劭床坏降男】?。北京市理化分析測試中心環(huán)境污染分析與控制研究室主任王欣欣指著薄膜告訴記者，“這每1平方厘米的面積上，大概密布著上百萬個分子級的小孔?！蓖跣佬肋M(jìn)一步解釋，分子級的小孔只允許分子通過，因此PM2.5等細(xì)小顆粒物會被薄膜擋住，同時又不影響二氧化碳等分子成分的通過。




理化分析測試中心花了一個多月的時間對于防霧霾窗紗的相關(guān)效果進(jìn)行了評價。評價結(jié)果顯示，該薄膜對于PM2.5的阻隔效率可以達(dá)到98%以上。此外，由于這個膜非常薄，因此具有較好的透氣性能，從而可以高效的進(jìn)行室內(nèi)外氣體交換，甲醛、苯系物等有害氣體在室內(nèi)濃度較高的情況，也可以透過小孔穿透到室外，營造室內(nèi)清新的空氣環(huán)境。




由于上述功能的實現(xiàn)完全依靠的是自然界存在的物理原理，因此整個產(chǎn)品環(huán)境是友好的。




王欣欣說，防霧霾窗紗將人們“霧霾大作戰(zhàn)”的戰(zhàn)場進(jìn)行了較為提前的部署，“像現(xiàn)在用的空氣凈化器，霧霾是**入到房間里，再進(jìn)行凈化；而這種窗紗是直接將霧霾擋在了外邊。如果防霧霾的窗紗與空氣凈化器配合使用，肯定能進(jìn)一步提高空氣凈化的水平?！?/span>




與空氣凈化器相比，窗紗的使用壽命前景也較為可觀。空氣凈化器利用的是濾網(wǎng)的吸附作用，因此損耗較快；而對于防霧霾窗紗來說，顆粒物并不是完全吸附在薄膜上，而是會有部分的顆粒物在被阻擋之后“彈跳”下來。整個過程中利用的是物理阻隔，并不涉及化學(xué)反應(yīng)失效的問題。




王欣欣介紹說，理化中心會議室里的那扇防霧霾窗紗已經(jīng)用了一個多月，從外觀顏色上來看，并無明顯變化。而在過去的一個月間，北京市已經(jīng)發(fā)布了多次空氣重污染藍(lán)色預(yù)警。




“目前，我們對于這款產(chǎn)品使用壽命的保守估計是一年以上。但是至于一年之后用不用清洗或者是更換，我們還需要繼續(xù)做評價試驗，比如說通過水壺噴灑評價一下清洗效果，這樣可以幫助消費者節(jié)約更換的成本。”




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